Beobachtungen, die Lionardo beim Wägen hygroskopischer Substanzen machte, führten ihn zur Konstruktion eines, wenn auch noch recht unvollkommenen Hygrometers. An den Enden eines zweiarmigen Hebels brachte er zwei gleich schwere Kugeln an, von denen die eine mit Wachs, die zweite dagegen mit Baumwolle überzogen war. Nahm die Feuchtigkeit der Luft zu, so sank die zweite Kugel. Der Ausschlag konnte auf einer ringförmigen Skala abgelesen werden.

Ein Seitenstück zu diesem Feuchtigkeitsmesser ist der von Lionardo abgebildete und beschriebene Windmesser863. Er besteht aus einem mit Gradeinteilung versehenen Quadranten, der, wie aus der Abbildung ersichtlich ist, mit einer beweglichen Platte verbunden wird. Diese wird durch den Wind gehoben, so daß man die jeweilige Stärke des Windes auf der Gradeinteilung ablesen kann. Die gleiche Einrichtung besaß das fast 200 Jahre später erfundene Pendelanemometer Hookes, der bisher als der Erfinder dieses Instrumentes galt864.

Auch die Theorie der Reibung und das schwierige Gebiet der Festigkeitslehre865 beschäftigten Lionardo da Vinci, der auf fast allen Gebieten der Naturwissenschaft Anschauungen entwickelte, die ihn als einen seine Zeit und deren Denken überragenden Geist erkennen lassen.

So spricht er sich über die Rolle, welche die Luft bei der Verbrennung und der Atmung spielt, mit folgenden Worten aus: »Wo eine Flamme entsteht, da erzeugt sich ein Luftstrom um sie. Dieser dient dazu, die Flamme zu erhalten. Das Feuer zerstört ohne Unterlaß die Luft, durch die es unterhalten wird. Sobald die Luft nicht geeignet ist, die Flamme zu unterhalten, kann in ihr kein Geschöpf leben. Die Flamme disponiert zuerst die Materie, aus der sie entsteht, und kann sich dann davon ernähren. Indem sie Nahrung für die Flamme wird, formt sie sich in sie um.« Daß Lionardo mit diesen Erklärungen fast überall den wahren Sachverhalt traf, setzt geradezu in Erstaunen. Um das Zuströmen der Luft zu erhöhen und dadurch die Leuchtkraft zu vergrößern, erfand Lionardo den Lampenzylinder. Auch die Idee des Fallschirmes, »mit dem sich ein Mensch aus beliebiger Höhe herunterlassen könne«, ist auf Lionardo zurückzuführen. Der Gedanke wurde erst dreihundert Jahre später verwirklicht866.

Auf die Versteinerungen und andere geologische Dinge, z. B. die Entstehung der Schichten durch Ablagerung, sowie auf mineralogische Fragen war Lionardo gelegentlich der Wasserbauten, die er als Ingenieur ausführte, aufmerksam geworden.

Die Versteinerungen, die man, entgegen den Lehren der Alten, immer noch meist für Naturspiele hielt, wurden von ihm als Überreste von Lebewesen gedeutet.

Um Lionardo voll zu würdigen, muß man bedenken, daß er einem vom Mystizismus noch ganz durchdrungenen Zeitalter angehörte. So mußte er in seinen Betrachtungen über die Versteinerungen besonders die Ansicht zurückweisen, daß die Versteinerungen als Naturspiele unter dem Einfluß der Sterne hervorgebracht seien. Auch zwei andere Vorstellungen seiner Zeit, die Quadratur des Zirkels und das Perpetuum mobile, bekämpfte Lionardo schon mit wissenschaftlichen Gründen.

Seine Tätigkeit als Künstler hat ihn veranlaßt, sich eingehend mit anatomischen Studien zu befassen. Zu diesem Zwecke setzte er sich mit einem Arzte in Verbindung867. Die Frucht der gemeinsamen Tätigkeit des Künstlers und des Naturforschers sind etwa 800 Bilder, die wir als die ersten, naturgetreuen anatomischen Zeichnungen ansprechen müssen868. Sie betreffen vor allem das Knochen- und das Muskelsystem. Doch sind auch Abbildungen der inneren Organe (Herz, Leber usw.) vorhanden.

Lionardo war wohl der erste, der sich eingehender mit Untersuchungen über die Mechanik des Körpers beschäftigte. Er studierte die Beugung und Streckung der Glieder, sowie das Gehen ganz im Sinne der heutigen Physiologie. Ferner setzte er auseinander, wie die Beschäftigung auf die Haltung wirkt, und welche Muskeln beim Werfen, Heben, Tragen usw. in Betracht kommen. Mit Vorliebe belehrte er sich und seine Schüler auf dem Fechtboden über die verschiedenen Bewegungen des Körpers. Aus künstlerischem Drange hat sich Lionardo auch mit der Anatomie des Pferdes beschäftigt869.

Eine der wichtigsten unter den wissenschaftlichen Grundlagen der Kunst hat Lionardo erst geschaffen. Das ist die Lehre von der Perspektive, um die sich außer ihm auch die Brüder van Eyck und Battista Alberti verdient gemacht haben. Daß die Alten mit den Lehren der Perspektive nicht vertraut waren, haben schon Lessing870 und Lambert nachgewiesen. Lambert pries Lionardo als »den ersten, der an die Verfeinerung der Malkunst und an die Perspektive gedacht« habe. Dem Verfahren lag folgender Gedanke zugrunde. Bringt man zwischen das Auge und den Gegenstand, den man perspektivisch richtig zeichnen will, eine durchsichtige Tafel, so wird jeder Lichtstrahl die Tafel in einem bestimmten Punkte schneiden. Die Gesamtheit dieser Schnittpunkte gibt uns das perspektivische Bild, und die Lehre von der Perspektive läuft darauf hinaus, wie man ein solches Bild zeichnet, ohne die zur Erläuterung dienende Tafel zu benutzen.

Vom Auge handelt Lionardo eingehender im Manuskript D871. Seine Ausführungen betreffen die Größe des Gesichtswinkels und den Vorgang des Sehens. Aus Versuchen wird geschlossen, daß der Gesichtssinn seinen Sitz in den Endigungen des Sehnerven habe (Manuskript D. S. 3). Zu dieser Erkenntnis war übrigens auch schon Roger Bacon gelangt. Im Manuskript C wird die Lehre vom Schatten durch viele Zeichnungen erläutert. Hier wie überall finden sich nur Ansätze. Ihre Bedeutung liegt darin, daß stets experimentell und geometrisch verfahren, und daß jedes Problem frei von vorgefaßten Meinungen in Angriff genommen wird.

Bemerkenswert sind auch Lionardos gelegentliche Äußerungen über astronomische Gegenstände. Von der Erde heißt es, sie müsse den Bewohnern des Mondes und anderer Gestirne als Himmelskörper erscheinen, auch befinde sie sich nicht im Mittelpunkt der Sonnenbahn, ebensowenig wie sie die Mitte des Weltalls einnehme. »Die Erde«, heißt es an einer Stelle872, »ist ein Stern ähnlich wie der Mond.« Und ferner: »Mache Gläser, um den Mond groß zu sehen«873.

Das Sehen führt Lionardo darauf zurück, daß das Auge nach Art einer Camera obscura Bilder hervorbringe. Er erläutert dies in folgender Weise: »Man lasse durch eine kleine Öffnung (Abb. 58, M) das Bild eines beleuchteten Gegenstandes in ein dunkles Zimmer treten. Dann fange man dieses Bild auf einem weißen Papier, das man in dem dunklen Raum nahe der Öffnung anbringt, auf. Man wird dann den Gegenstand auf dem Papier in seiner wirklichen Gestalt und Farbe sehen, aber viel kleiner und umgekehrt. Es sei ABCDE der von der Sonne erleuchtete Gegenstand. ST sei der Schirm, der die Strahlen auffängt. Weil die Strahlen gerade sind, wird der von A ausgehende nach K, der von E ausgehende nach F gelangen. Dasselbe findet bei der Pupille statt«. Dazu bemerkt er noch beim Studium der Natur des Auges875: »Hier sind die Figuren, die Farben, alle Wirkungen des Weltalls in einem Punkt gesammelt, und dieser Punkt ist ein solches Wunder! O staunenswerte Notwendigkeit! Du zwingst mit deinem Gesetz alle Wirkungen, auf kürzestem Wege an ihren Ursachen teilzuhaben. Schreibe in deiner Anatomie, wie in dem winzigen Raume des Auges das Bild der sichtbaren Dinge wiedergeboren wird und sich in seiner Ausdehnung wiederherstellt«.

Ähnlich tief empfunden zeigt sich die Darstellung Lionardos an vielen Stellen seiner Aufzeichnungen. Man wird an die später von Fechner entwickelten Anschauungen erinnert, wenn man bei Lionardo da Vinci liest, die Erde sei gleichsam ein organisches Wesen, das Meer ihr Herz und das Wasser ihr Blut. Und wenn er schließlich das Wasser als den »Kärrner der Natur« bezeichnet, so dürfte der moderne Geologe kaum einen treffenderen Ausdruck für die Rolle des flüssigen Elementes finden.

Die Sonne hielt Lionardo für einen sehr heißen Weltkörper. Auch wußte er das sogenannte aschfarbene Licht des Mondes, das wir neben der leuchtenden Sichel wahrnehmen, aus dem Wiederschein des von der Sonne auf die Erde gelangenden Lichtes zu erklären876.

Leider haben sich die Aufzeichnungen Lionardo da Vincis nirgends zu einer abgeschlossenen, in sich abgerundeten Leistung verdichtet. Es sind meist geistreiche, treffende Einzeleinfälle, die erst die neuere Zeit voll Staunen über die Eigenart des Menschen, dem sie entstammen, der Vergessenheit entrissen hat. Die gelehrte Zunft würde ihn wohl schwerlich verstanden und gewürdigt haben. Für sie galt in erster Linie die Autorität, die Lionardo mit den Worten geißelt: »Wer sich auf die Autorität beruft, verwendet nicht seinen Geist, sondern sein Gedächtnis«. »Das Experiment irrt nie«, ruft er den Zeitgenossen zu, »sondern es irren nur eure Urteile«. Auf den Weg, den seiner Meinung nach die Forschung zu gehen hat, weist Lionardo mit folgenden Worten hin: »Der Interpret der Wunderwerke der Natur ist die Erfahrung. Sie täuscht niemals; es ist nur unsere Auffassung, die zuweilen sich selbst täuscht. Wir müssen die Erfahrung in der Verschiedenheit der Fälle und der Umstände solange zu Rate ziehen, bis wir daraus eine allgemeine Regel ziehen können. Wenngleich die Natur mit der Ursache beginnt und mit dem Experiment endet, so müssen wir doch den entgegengesetzten Weg verfolgen, d. h. wir beginnen mit dem Experiment und müssen mit diesem die Ursache untersuchen«877.

Diese Worte bekunden, daß Lionardo schon ein Jahrhundert vor Francis Bacon die Induktion für die allein sichere Methode der Naturwissenschaft hielt. Auf Grund dieser Erkenntnis vermochte er es, einen bewunderungswürdig tiefen Einblick in die Natur zu tun. Die Vorstellungen, zu denen er gelangte, blieben leider in seinen Manuskripten vergraben, sonst würde sein Einfluß auf die Entwicklung der neueren Naturwissenschaft ein ganz anderer gewesen sein, worauf schon A. v. Humboldt hinwies.

Haben Männer wie Lionardo da Vinci878 und Nicolaus von Cusa auch keine derartigen Grundlagen für die weitere Entwicklung geschaffen, wie Koppernikus und Galilei, welche das zur Ausführung brachten, wozu jenen das volle Vermögen fehlte, so erkennen wir doch aus der Betrachtung, die wir ihnen widmeten, daß das Wirken der großen Begründer der Wissenschaft kein unvermitteltes ist und keineswegs mit dem bisher Erstrebten und Erreichten außer Beziehung steht. Jene Großen haben häufig das, was ihre Zeitgenossen zwar ahnten, aber nur unvollkommen zum Ausdruck zu bringen vermochten, in voller Klarheit erfaßt und so begründet, daß es zum unveräußerlichen Besitz der Menschheit wurde. Auf dieser Errungenschaft bauten dann bescheidenere Kräfte weiter, bis ihr unverdrossenes Mühen, das für den Fortgang der Entwicklung aber unumgänglich nötig ist und nicht gering geachtet werden darf, wieder einem der Großen auf dem Gebiete der Wissenschaft den Weg geebnet. So hatte auch die Astronomie, bevor Koppernikus sein Wirken begann, in Deutschland eine besondere Pflege durch Peurbach und Regiomontan gefunden. Diese Männer, die ihrerseits wieder an die Alten anknüpften, haben Koppernikus besonders dadurch vorgearbeitet, daß sie die Beobachtungskunst förderten.

Das Wiedererwachen der astronomischen Wissenschaft.

Die Astronomie war zwar durch Cusa und Toscanelli zu neuem Leben erweckt worden. An Einsicht und an Kenntnissen standen diese Männer jedoch tief unter Hipparch und Ptolemäos. Die astronomische Wissenschaft mußte zunächst wieder auf diejenige Höhe gebracht werden, die sie im Altertum zur Zeit der Alexandriner besaß. Daß dies geschah, war vor allem das Verdienst Peurbachs, des Begründers der beobachtenden und rechnenden Astronomie im Abendlande879. Georg Peurbach wurde im Jahre 1423 in Oberösterreich geboren. Als Zwanzigjähriger war er in Rom mit Nicolaus von Cusa in Berührung gekommen. Um 1450 kehrte er nach Wien, wo er studiert hatte, zurück und erhielt dort den Lehrstuhl für Astronomie und Mathematik.

Peurbach übersetzte den Almagest. Er erkannte, daß eine Verbesserung der vorhandenen Planetentafeln die erste Bedingung für jeden weiteren Fortschritt der Astronomie sei. Die Abweichungen, die sich zwischen den alfonsinischen Tafeln880 und Peurbachs Beobachtungen ergaben, erreichten für den Mars z. B. Werte von mehreren Graden. Auch die trigonometrischen Tafeln des Almagest erfuhren durch Peurbach eine wesentliche Verbesserung, indem er statt der Sehne den Sinus einführte und eine Berechnung für alle Werte von 10 zu 10 Sekunden unter Zugrundelegung eines Radius von 60000 Einheiten lieferte.

Für seine astronomischen Messungen benutzte Peurbach das »Quadratum geometricum« (s. Abb. 59). Dies ist ein quadratischer Rahmen, an dem ein bewegliches Lineal mit Dioptervorrichtungen angebracht ist. Die Seiten des Quadrats waren in 120 Abschnitte eingeteilt. Auf diese Weise ließ sich die Tangente des beobachteten Winkels mit ziemlicher Genauigkeit ablesen.

Mit dem Almagest, dem Hauptwerk der griechischen Astronomie, war das Abendland zuerst durch die im 10. und 11. Jahrhundert in Spanien entstandenen arabischen Hochschulen bekannt geworden. Der Almagest, die Schriften des Euklid und des Aristoteles wurden von hier aus den Hochschulen des christlichen Abendlandes in lateinischer Übersetzung zugänglich. Durch diese Übertragung und die Vermengung mit Zutaten aller Art hatte der ursprüngliche Text natürlich manche Änderung erlitten und dadurch viel von seinem Werte eingebüßt. Auch die Astronomie der Griechen hatte durch die Araber keine wesentliche Förderung, dagegen eine Vermengung mit astrologischen Zutaten erfahren und so an wissenschaftlichem Gehalt Einbuße erlitten. Es war daher ein wichtiges Ereignis, daß im 15. Jahrhundert das astronomische Werk des Ptolemäos von Griechenland nach Italien gelangte. Peurbach war zwar auf das griechische Manuskript aufmerksam geworden882. Er benutzte aber dennoch den aus dem Arabischen ins Lateinische übersetzten minderwertigen Text, da er die griechische Sprache nicht verstand. Erst sein begabter Schüler, sein Nachfolger auf dem Wiener Lehrstuhl, Johann Müller aus Königsberg883, genannt Regiomontanus (1436–1476) fußte auf dem griechischen Text des Almagest. Er gab im Jahre 1475 neue Tafeln heraus, die nicht nur für die Astronomie, sondern auch für die Entdeckungsreisen jener Zeit ein wichtiges Hilfsmittel wurden.

Regiomontan war ferner in Deutschland einer der ersten, der das Studium der Algebra förderte. Auch soll er die alte Hypothese von der Erdbewegung, die ihm schon wenigstens 60 Jahre vor Koppernikus zu gleicher Zeit mit Cusa »in den Sinn gekommen sei, zum besseren Verständnis der Astronomie wieder hervorgeholt haben«884. In mechanischen Dingen, erzählt sein Biograph885 weiter, war er einer der ersten, der »eine künstliche Einrichtung mit Rädern, durch welche die eigentliche Bewegung der Sterne wiedergegeben wurde, zu vieler Verwunderung anfertigte«. Ferner stellte Regiomontan einen parabolischen Brennspiegel von fünf Fuß Durchmesser aus Metall her. Regiomontans Tafeln wurden von ihm als »Ephemeriden« bezeichnet. Sie erschienen 1473, umfaßten den Zeitraum von 1474–1560 und enthielten für Sonne und Mond die Längen- und außerdem für den Mond die Breitenangaben. Ferner boten sie ein Verzeichnis der für die Zeit von 1475–1530 zu erwartenden Finsternisse.

Große Verdienste hat sich Regiomontan auch um die Trigonometrie, die wichtigste Hilfswissenschaft der Astronomie, erworben. Er war es, der die Tangensfunktion, mit welcher die Araber gleichfalls schon vertraut waren, im Abendlande einführte. Ein weiterer Fortschritt bestand darin, daß er sich der dezimalen Teilung bediente, indem er für seine Tangententafeln den Radius r = 100000 zugrunde legte. Unzweifelhaft schöpfte Regiomontan bei seiner Darstellung der Trigonometrie auch aus arabischen Quellen. Doch ist der Zusammenhang im einzelnen nicht mehr nachzuweisen, da er in der Darstellung wie in der Fortbildung des empfangenen Wissenstoffes sehr selbständig verfuhr. Sein trigonometrisches Hauptwerk »De triangulis« entstand 1464. Durch letzteres lernte das Abendland den Sinussatz und die Tangensfunktion kennen. Auch entwickelte Regiomontan als erster darin den allgemeinen sphärischen Cosinussatz.

Regiomontans Tafeln waren in den Händen von Bartholomäos Diaz, sowie in denen Vasco da Gamas auf seinem Wege nach Ostindien. Sie halfen Columbus den neuen Weltteil entdecken. Amerigo Vespucci benutzte sie, um 1499 Längenbestimmungen in Südamerika auszuführen. So sehen wir, wie dasjenige, was der stille Gelehrte in einsamen Nachtwachen erdacht und erforscht, die kühnen Seefahrer und Konquistadoren befähigte, dem europäischen Teil der Menschheit die Erde in ihrem ganzen Umfange zu erschließen. Trotz der schon um das Jahr 1200 erfolgten Einführung des Kompasses wagten nämlich die Portugiesen, selbst nachdem Heinrich der Seefahrer die Entdeckungsreisen organisiert hatte, zunächst nicht, von der Küstenschiffahrt abzugehen. Viele Jahre kamen ihre Fahrzeuge nicht über Kap Bojador hinaus, weil man dort ein Riff sah, dessen Brandung sich weit hinaus ins Meer erstreckte. Dem Ungewissen, das die Wasserwüste des atlantischen Ozeans in sich barg, vermochte man erst zu begegnen, nachdem die Astronomie der Schiffahrt die zur Ortsbestimmung geeigneten Hilfsmittel verliehen hatte.

Zu diesen gehörte in erster Linie der Kreuz- oder Jakobsstab (siehe Abb. 60), ein Werkzeug, das zum Messen von Winkeln auf bewegter See geeigneter war als die von Ptolemäos und Koppernikus benutzten Instrumente, unter denen das mit Kreisteilung versehene Astrolabium886 und das parallaktische Lineal an erster Stelle zu nennen sind887. Der Kreuz- oder Jakobsstab mit verschiebbarem Querriegel, den Regiomontan benutzte, besaß eine Länge von 2¹/₂ Metern. Seine Anwendung hat man bis ins 14. Jahrhundert zurück verfolgen können. Waren die erwähnten Meßinstrumente fest aufgestellt und von hinlänglicher Größe, so ließen sich ziemlich scharfe Messungen damit anstellen. Tycho, dessen Arbeiten infolge ihrer Genauigkeit die Entdeckungen Keplers erst ermöglichten, berichtet, an seinen Astrolabien noch eine sechstel Bogenminute abgelesen zu haben.

Wahrscheinlich hat der Nürnberger Martin Behaim (1459 bis 1506), dem man den ersten neueren Erdglobus verdankt, den Kreuzstab nach Portugal gebracht und letzteren zu Messungen auf bewegter See empfohlen889. Aus Abbildung 61 ersehen wir den Gebrauch dieses Instrumentes. Der Querstab a wurde so lange verschoben, bis das am Ende des Längsstabes b befindliche Auge die beiden Gegenstände, deren Winkelabstand gefunden werden sollte, über die Enden von a anvisierte; b trug eine Skala, von der man unmittelbar die jeder Stellung entsprechenden Winkel ablesen konnte. Mit einiger Zuverlässigkeit vermochte man indes um diese Zeit nur die geographische Breite zu bestimmen. Hinsichtlich der Länge mußte man sich mit einem Abschätzen begnügen. Die enge Beziehung, in welche zu Beginn des neueren Zeitalters die Astronomie zur Nautik trat, war beiden Gebieten sehr förderlich. Während der nächsten Jahrhunderte wurde die Mitarbeit der Astronomen außerdem durch hohe Belohnungen angeregt, welche die Schiffahrt treibenden Nationen auf die Lösung praktisch wichtiger Aufgaben setzten. Geister ersten Ranges, wie Galilei und Euler, verschmähten es nicht, ihre Arbeit in den Dienst dieser Sache zu stellen.

Den ersten, noch erhaltenen Globus, fertigte Behaim 1492 an890. Erhalten sind auch noch Globen aus den Jahren 1515, 1520 und 1532. Mercator machte aus der Herstellung vorzüglicher Erd- und Himmelsgloben schon ein Gewerbe. Zu seinen Abnehmern gehörten Kaiser Karl V. und andere Fürsten. Von Mercator herrührende Globen finden sich noch in Duisburg, Nürnberg, Weimar und Wien891.

Das Duisburger Museum, das sich bemüht, die Werke Mercators entweder im Original oder in Nachbildungen zu erwerben, besitzt einen von ihm verfertigten Erd- und Himmelsglobus. Sie wurden 1908 bei einem toskanischen Edelmann gefunden und gelangten durch Kauf in den Besitz des Museums. Der Erdglobus stammt aus dem Jahre 1541, der andere ist 1551 hergestellt. Auf ihm sind die Sternbilder farbenprächtig ausgeführt. Während die früheren Globen aus Holz oder Metall verfertigt waren, benutzte Mercator eine Mischung aus Gips, Sägespänen und Leim, die er auf eine aus Stäben hergestellte Hohlkugel auftrug.

Die Anregung zu den Entdeckungsreisen ist nicht nur auf die Fortschritte der Astronomie und die Bedürfnisse des Handels, sondern auch auf die Lektüre der alten Schriftsteller zurückzuführen. Insbesondere gilt dies von Columbus. Die von den Alten herrührenden Nachrichten, welche die allmähliche Ausdehnung ihres geographischen Horizontes erkennen lassen, waren ihm durch das Weltbuch Alliacos892 geläufig geworden. Je weiter die Alten die östlichen Grenzen Asiens hinaus verlegt hatten, um so größer war die Wahrscheinlichkeit, daß eine Fahrt nach Westen bald zu bewohnten Ländern führen würde.

Dieser Gedanke erfüllte außer Columbus besonders den italienischen Astronomen Toscanelli, dessen Lieblingsprojekt die Verbindung Europas und Asiens auf dem Seewege nach Westen war. Toscanelli war der Meinung, daß die asiatische Küste höchstens 120 Längengrade von Lissabon entfernt sein könne. Er stand mit Columbus in Briefwechsel und hat ihn in einem Schreiben vom 25. VI. 1474 von der Durchführbarkeit des Gedankens, der ihn erfüllte, zu überzeugen gewußt. Nach allem, was an eigenen und fremden Überlegungen, von denen sich Columbus leiten ließ, bekannt geworden, muß man seine Entdeckungsreisen über die früheren Unternehmungen dieser Art stellen. Welche Schwierigkeiten es zu überwinden galt, braucht hier nicht des näheren erörtert zu werden. Erinnert sei nur an die Versammlung zu Salamanca, welche den Plan des Columbus prüfen sollte. Was mag letzterer wohl empfunden haben, als man ihm entgegenhielt, wenn es auch gelingen sollte, zu den seiner Ansicht nach vorhandenen Gegenfüßlern hinunter zu fahren, so würde es doch unmöglich sein, wieder nach Spanien hinauf zu gelangen?

Daß sich trotz des gelehrten, am Buchstaben klebenden Dünkels, der nicht etwa nur diese Versammlung erfüllte, das Neue siegreich Bahn brach, ist vor allem der Erfindung der Buchdruckerkunst, sowie dem Umstande zu verdanken, daß man im Latein eine Weltsprache besaß, die einen raschen Austausch der Gedanken zwischen den Angehörigen aller Völker ermöglichte.

Es war um 1450, als Gutenberg das erste, mit beweglichen Lettern hergestellte Buch herausgab. In Paris, in Nürnberg und an anderen Orten entstanden darauf große Druckereien, die für die damalige gelehrte Welt arbeiteten. Mit der Ausbreitung des Buchdruckes verringerte sich allmählich der Abstand zwischen dem zunftmäßigen Gelehrten- und dem Laientum. Die Errungenschaften des Forschens und Denkens wurden immer mehr zu einem Gemeingut.

Eins der glänzendsten Beispiele für die Vereinigung geistigen und gewerblichen Schaffens und für das Zusammengehen des gebildeten Bürgertums mit Künstlern und Gelehrten bot vor allem Nürnberg, wo vorübergehend auch Regiomontan und Behaim wirkten. Für Regiomontan errichtetete ein Nürnberger Kaufherr mit fürstlicher Freigebigkeit eine Sternwarte, die von hervorragenden Mechanikern mit Astrolabien, Armillarsphären und anderen astronomischen Instrumenten ausgerüstet wurde. Öffentliche Vorträge belebten das Interesse für die Mathematik und die Naturwissenschaften. Eine im Jahre 1470, kurz vor der Ankunft Regiomontans in Nürnberg gegründete Druckerei wurde bald die bedeutendste in Deutschland893. Behaim übermittelte die gewonnenen astronomischen Kenntnisse den seefahrenden Völkern. Er hielt sich von 1480–1484 in Portugal auf, zur Zeit, als auch Columbus dort weilte, und stand den Portugiesen bei ihren Unternehmungen zur Seite. Es ist sehr wahrscheinlich, daß Diaz, Columbus und da Gama ihm die Bekanntschaft mit den Ephemeriden Regiomontans, sowie manche Belehrung über die Kunst, nach der Beobachtung der Sterne zu segeln, verdanken894.

Man darf jedoch neben den gelehrten Deutschen, die hier, wie so oft in der Entwicklung der Wissenschaften, wohl den Gedanken, aber nicht die Tat brachten, den Portugiesen Pedro Nunez aus Coimbra nicht vergessen. Er war es, der zuerst ein Werk schuf, in dem die Nautik auf wissenschaftliche Grundlagen gestellt wurde (De arte atque ratione navigandi). Er war es ferner, der die Genauigkeit der Ablesung an den astronomischen Instrumenten verbesserte. Der Nonius wird nach ihm fälschlich so benannt. Der Erfinder dieser Einrichtung ist Pierre Vernier (1580–1637).

Die Wiederbelebung der Naturbeschreibung.

Auch die beschreibenden Naturwissenschaften, die Zoologie und die Botanik, erfuhren gegen den Anfang des Mittelalters manche Förderung. Das Wiederaufleben der alten Literatur, insbesondere das Bekanntwerden mit den zoologischen Schriften des Aristoteles, den man vorher ja nur aus arabischen und lateinischen Bearbeitungen kannte, war auch hier von Einfluß. Noch wichtiger war es aber, daß man sich immer mehr mit offenen Sinnen der eigenen Beobachtung zuwandte und nach naturgetreuer Darstellung des Gesehenen strebte. Erinnert sei nur an die oben erwähnten anatomischen Abbildungen Lionardo da Vincis. Die Ausdehnung des geographischen Gesichtskreises führte dazu, daß man schon gegen den Ausgang des Mittelalters mit zahlreichen neuen Tieren und Pflanzen bekannt wurde. Das Wiederaufleben des wissenschaftlichen Sinnes machte sich auf dem Gebiete der Botanik nicht nur durch die zunehmende Neigung für eigenes Beobachten, sondern auch durch das allmähliche Zurücktreten der Rücksicht auf die Nutzanwendung der Pflanzen geltend. Das Beobachtungsvermögen wurde insbesondere durch zwei Umstände gefördert. Es waren dies die Einrichtung botanischer Gärten und die Anfertigung von Herbarien.

Den ersten botanischen Garten der neueren Zeit legte ein venetianischer Arzt895 im Jahre 1333 an, nachdem ihm die Republik dazu einen wüsten Platz überlassen hatte. Der erste Universitätsgarten begegnet uns in Padua. Er wurde 1545 gegründet. Einige Jahre später folgte Pisa. Und noch während des 16. Jahrhundert ahmten viele Universitäten des übrigen Europas das von Italien gegebene Beispiel nach896.

Nicht minder wichtig für die Erweckung selbsttätiger Beobachtung und Forschung war das Aufkommen der Herbarien. Ein eigentlicher Erfinder dieser Einrichtung läßt sich wohl nicht angeben. Die ersten Nachrichten über umfangreichere Sammlungen getrockneter Pflanzen stammen aus dem 16. Jahrhundert897. Die älteste Anweisung zur Einrichtung von Herbarien begegnet uns nach Meyer (Gesch. der Botanik. Bd. IV. S. 267) indes erst zu Beginn des 17. Jahrhunderts. »Im Winter«, heißt es dort, »muß man, da fast alle Pflanzen umkommen, die Wintergärten betrachten. So nenne ich die Bücher, in denen man getrocknete Pflanzen, auf Papier geklebt, verwahrt.«

Ein weiteres Mittel, die Beobachtung anzuregen, war das Abbilden von Pflanzen und anderen Naturkörpern. Zwar, das Altertum hatte sich dieses Mittels ebenso bedient wie der Pflanzengärten. Kennt man doch noch heute mit Abbildungen versehene Ausgaben des Dioskurides, die aus dem 6. Jahrhundert stammen. Während des Mittelalters hatte die philologische Gelehrsamkeit und der Autoritätsglauben indessen die Wissenschaft in solchem Maße überwuchert, daß die Kunst, das Studium der Natur durch Abbildungen zu fördern, erst wieder zu neuem Leben erweckt werden mußte.

Zu den ältesten gedruckten Büchern mit Abbildungen von Naturkörpern gehört auch Konrad Megenbergs »Buch der Natur«, auf das wir schon an anderer Stelle eingegangen sind. Megenbergs Buch enthält in Holzschnitt hergestellte, charakteristische Abbildungen von Säugetieren, Vögeln, Bäumen und Kräutern, unter denen sich z. B. Ranunculus acris, Viola odorata, Convallaria majalis und andere recht gut erkennen lassen. Allerdings fehlt es bei der Beschreibung der Meeresungeheuer, der wunderlichen Menschen und anderer Dinge nicht an Abbildungen, die nur als fratzenhafte Phantasieerzeugnisse gelten können.

Erwähnenswert ist auch der gegen 1485 erschienene »Ortus sanitatis« (Garten der Gesundheit), der zahlreiche, oft nachträglich kolorierte Abbildungen enthält, von denen manche der Natur ziemlich nahe kommen, während die Abbildungen exotischer Pflanzen meist erfunden sind898.

Wir haben hiermit die Betrachtung desjenigen Zeitabschnitts beendet, in dem das Wiederaufleben der Wissenschaften anhob. Zwar stützte man sich noch auf allen Gebieten auf die seit der Mitte des 15. Jahrhunderts aus reinerer Quelle fließenden Kenntnisse der Alten. Doch gab man sich nicht mehr wie früher gänzlich der Autorität gefangen. Selbstbeobachten, eigenes Forschen wurde in den hervorragendsten Köpfen dieses Zeitalters zum Losungswort. Und wenn auch noch kein neues Gebäude der Wissenschaften erstand, so wurde doch auf allen Gebieten mit den Vorarbeiten begonnen und die Tätigkeit des nachfolgenden Zeitalters erst ermöglicht, dessen Aufgabe es war, die Fundamente der neueren Naturwissenschaft zu legen.

Wenn wir uns die hier skizzierte Entwicklung vergegenwärtigen, welche die Wissenschaft seit ihrem Wiederaufleben im 14. und 15. Jahrhundert genommen, so sehen wir, daß sie nicht mehr in solchem Maße wie früher von den Geschicken eines oder einiger Völker abhängt, sondern daß ihr Gang stetiger und weniger als bisher durch gewaltsame Ereignisse der äußeren Geschichte beeinflußt erscheint. Die Geschichte der Wissenschaften ist auch in der Folge nicht so eng mit dem Gange der Weltgeschichte verknüpft wie in den früheren Perioden, in denen wir häufig genötigt waren, das Verständnis der Wissenschaftsgeschichte durch Heranziehen der allgemeinen Geschichte zu erschließen.

11. Die Begründung des heliozentrischen Weltsystems durch Koppernikus899.

Das 16. Jahrhundert war auf allen Gebieten eine Zeit der Vorbereitung. Nur zögernd und langsam, gleichsam tastend, entwickelte sich während dieses Zeitraumes die neuere Methode der Naturforschung. Das 17. Jahrhundert bietet uns dagegen das Schauspiel eines nie vorher gesehenen Siegeslaufes unter der Führung eines Galilei, Kepler und Newton. Nunmehr vollzog sich die innige Verschmelzung der Naturwissenschaften mit der Mathematik, sowie die Ausgestaltung einer streng induktiven Forschungsweise. Durch diese beiden Momente wurde ein Umschwung herbeigeführt, wie ihn die Geschichte der Wissenschaften nicht wieder erlebt hat.

Das wichtigste Ereignis des 16. Jahrhunderts ist die Aufstellung des heliozentrischen Weltsystems durch Koppernikus und die hierdurch herbeigeführte Umgestaltung des gesamten Weltbildes. Nicolaus Koppernikus wurde am 19. Februar (alten Stils) des Jahres 1473 in Thorn geboren. Polen und Deutsche haben sich um den Ruhm gestritten, ihn zu den Ihren zählen zu dürfen. Ein solcher Streit ist müßig. Koppernikus war einer der großen Geister, die durch ihr Wirken der Welt gehören. Tatsache ist, daß Thorn zur Zeit seiner Geburt unter polnischer Oberhoheit stand, im übrigen aber, was den gebildeten Teil der Bevölkerung anbetraf, eine deutsche Stadt war. Die Mutter des Koppernikus ist deutscher Abkunft gewesen. Über die Stammeszugehörigkeit des Vaters läßt sich dagegen keine sichere Entscheidung treffen. Soviel ist jedoch gewiß, daß Koppernikus selbst in seinem Fühlen und Denken ein Deutscher war und sich in allen Dokumenten, die auf uns gelangt sind, wenn er nicht Latein schrieb, der deutschen Sprache bediente.

Nachdem Koppernikus das Vaterhaus verlassen, bereitete er sich in Krakau für den medizinischen Beruf vor. Bei der Vielseitigkeit, mit der man in früheren Jahrhunderten die Universitätsstudien betrieb, wurde er indes auch mit der Mathematik und mit der Astronomie vertraut. Auf letzterem Gebiete genoß die Universität Wien, wo Peurbach und Regiomontan gelehrt hatten, einen vorzüglichen Ruf. Dorthin begab sich deshalb nach Beendigung seiner medizinischen Studien der spätere Reformator der astronomischen Wissenschaft. Zum Glück für letztere war Koppernikus nicht gezwungen, sofort dem ärztlichen Berufe nachzugehen. Er war nämlich dadurch günstig gestellt, daß sein Oheim mütterlicherseits, der Bischof von Ermeland, sich seiner annahm und ihm später eine Domherrenstelle des Frauenburger Kapitels verschaffte. Von 1495–1505 hielt sich Koppernikus meist in Italien auf. Dort war im Zeitalter der Renaissance die Astronomie emporgeblüht. In Florenz war unter den Mediceern die erste Akademie nach platonischem Vorbild entstanden. Sternwarten wurden errichtet und Lehrstellen geschaffen. In Italien hatte auch Nicolaus von Cusa seine Anregungen empfangen und sie von dort nach Deutschland verpflanzt. Diesem Vorbild folgte Koppernikus, indem er sich in Italien fast ein Jahrzehnt in der praktischen Astronomie vervollkommnete. Doch ist aus diesem langen Abschnitt seines Lebens, der für die Entwicklung seiner wissenschaftlichen Vorstellungen ohne Zweifel von großer Bedeutung gewesen ist, sehr wenig bekannt geworden. Auch von den astronomischen Hilfsmitteln, deren sich Koppernikus bediente, weiß man nur wenig. Jedenfalls besaßen sie keinen hohen Grad von Genauigkeit. Wie die astronomischen Instrumente im Zeitalter des Koppernikus beschaffen waren, erfahren wir aus dem von dem Astronomen Apian900 um jene Zeit verfaßten »Instrument-Buch«.

Der Gedanke, der seinem System zugrunde liegt, bemächtigte sich des Koppernikus, sobald er in der Blütezeit des Mannesalters selbständig forschend an die Natur herantrat. Diesen Gedanken zu verfolgen und zu begründen, erschien ihm als eine Aufgabe, wohl wert, sein ganzes übriges Leben in stiller Forscherarbeit ihr zu widmen. Seit der im Jahre 1505 erfolgten Rückkehr aus Italien bis zu seinem Tode am 24. Mai des Jahres 1543 blieb er deshalb, von einigen kleinen Reisen abgesehen, in seinem Bistum. Ein beschauliches Leben hat Koppernikus jedoch in dieser Zurückgezogenheit nicht geführt. Die Zeit, welche ihm die mit dem Domherrnamt verbundenen Pflichten übrig ließen, war der Armenpraxis in Frauenburg und der sorgfältigen Ausarbeitung jenes großen Werkes gewidmet, in dem er seine Theorie, sowie die jahrelangen Beobachtungen, auf die er sie stützte, niedergelegt hat.

Das für die neuere Astronomie grundlegende Hauptwerk des Koppernikus erhielt den Titel »Über die Kreisbewegungen der Himmelskörper«. In der an den Papst gerichteten Vorrede wird der Anlaß zu dem Werke und seine Geschichte mitgeteilt. Wir erfahren daraus, daß die Schrift »bis in das vierte Jahrneunt hinein«901 verborgen blieb, bis sie zum Druck gelangte. Obgleich Koppernikus um das Jahr 1530 den Ausbau der heliozentrischen Lehre beendet hatte, schwankte er, ob er mit seinen Ansichten an die Öffentlichkeit treten sollte. »Die Verachtung«, sagt er, »die ich wegen der Neuheit und der scheinbaren Widersinnigkeit meiner Meinung zu befürchten hatte, bewog mich fast, das fertige Werk beiseite zu legen.«

Jedoch hatten befreundete Astronomen, sowie Geistliche, die sich mit Astronomie beschäftigten, Kenntnis von dem Werk erhalten. Ihrem Drängen nach Veröffentlichung setzte Koppernikus nicht nur aus dem erwähnten Grunde anfangs Widerstand entgegen, sondern er zögerte auch, weil ihn der Wunsch beseelte, wirklich Besseres an die Stelle des Vorhandenen zu setzen. Kam es ihm doch vor allem darauf an, der beobachtenden Astronomie einen Dienst zu erweisen und ihr das neue Lehrgebäude in einem solch vollkommenen Zustande zu übermitteln, daß es an die Stelle des alten, mit den praktischen Bedürfnissen eng verwachsenen Systems treten konnte. Von einem völligen Gelingen blieb Koppernikus, wie er wohl selbst am besten wußte, indes noch weit entfernt. Auch mochte er wohl ahnen, welchen Sturm sein Versuch entfesseln sollte. Galt es doch, einer seit Jahrtausenden geheiligten Anschauung den Boden zu entziehen902 und an ihre Stelle eine neue Lehre zu setzen, welche der bisher den wesentlichsten Teil der Welt ausmachenden Erde eine nur bescheidene Stelle unter zahllosen Körpern gleichen, ja selbst höheren Ranges einräumte. Ganz zu geschweigen der Gefahr, der eine solche Neuerung ausgesetzt war, als ketzerisch verdammt zu werden.

Erst ein Jahr vor seinem Tode vermochte man Koppernikus zur Herausgabe seiner »Kreisbewegungen«903 zu bestimmen. Osiander, welcher den in Nürnberg erfolgenden Druck des Buches überwachte, hielt es, ohne von Koppernikus hierzu ermächtigt zu sein, für geraten, in einer besonderen Einleitung das Ganze als eine bloße Hypothese hinzustellen. Wenn die Wissenschaft Hypothesen ersinne, so beanspruche sie damit keineswegs, daß man nun auch davon überzeugt sei. Sie wolle nur eine Grundlage für ihre Berechnungen schaffen. Hypothesen brauchten also nicht einmal wahrscheinlich zu sein. Es genüge vielmehr, daß sie eine Rechnung ermöglichen, die zu den Beobachtungen paßt. Mit diesen Ausführungen hat Osiander dasjenige, was wir heute als bloße Arbeitshypothese bezeichnen, durchaus richtig gekennzeichnet. Daß eine Abschwächung seiner Lehre jedoch durchaus nicht im Sinne des Verfassers lag, geht aus der von Koppernikus herrührenden Vorrede deutlich genug hervor. Er sei, sagt er, entgegen der Meinung der Astronomen, ja beinahe gegen den gemeinen Menschenverstand dazu gekommen, sich eine Bewegung der Erde vorzustellen. Zu dieser Annahme habe ihn der Umstand veranlaßt, daß die Astronomen bei ihren Untersuchungen sich über die Bewegungen der Himmelskörper gar nicht einig seien und die Gestalt der Welt und die Symmetrie ihrer Teile bisher nicht hätten finden können. Man habe zur Erklärung der astronomischen Erscheinungen die verschiedensten Arten von Bewegungen angenommen. Die einen bedienten sich nur der konzentrischen, die anderen der exzentrischen und epizyklischen904 Kreise. Doch sei das Erstrebte dadurch nicht erreicht worden. Endlich habe er durch viele und fortgesetzte Beobachtungen gefunden, daß, wenn die Bewegungen der übrigen Wandelsterne auf einen Kreislauf der Erde bezogen, und dieser dem Kreislauf jedes Gestirns zugrunde gelegt werde, nicht nur die Erscheinungen der Wandelsterne daraus folgten, sondern daß dann auch die Gesetze und Größen der Gestirne und ihre Bahnen so zusammenhingen, daß in keinem Teile des Systems ohne Verwirrung der übrigen Teile und des ganzen Weltalls irgend etwas geändert werden könne. Die Astronomen möchten die neue Lehre prüfen, und er zweifle nicht, daß sie ihm beipflichten würden. Damit aber Gelehrte und Ungelehrte sähen, daß er durchaus niemandes Urteil scheue, so wolle er sein Werk lieber dem Papste als irgend einem andern widmen.

Die Anregung zu seinem System empfing Koppernikus offenbar aus den Schriften der Alten. Nachdem er über die Unzulänglichkeit der bestehenden Theorien nachgedacht, durchforschte er alle Schriften, deren er habhaft werden konnte, um festzustellen, ob nicht irgend jemand einmal andere Ansichten als die herrschenden über die Bewegungen der Weltkörper geäußert habe. Da fand er denn zuerst bei Cicero, daß Nicetas geglaubt habe, die Erde bewege sich. Nachher fand er auch bei Plutarch, daß andere ebenfalls dieser Meinung gewesen seien. Hierdurch veranlaßt, fing er an, über die Bewegung der Erde nachzudenken, obgleich diese Ansicht ihm zuerst selbst widersinnig zu sein schien.

Indessen nicht nur unbestimmte Meinungen, sondern auch einen recht brauchbaren Ansatz zu seiner Theorie fand Koppernikus bei den Alten vor. Es war ihm nämlich die Meinung einiger alten Schriftsteller begegnet, daß Venus und Merkur sich um die Sonne als ihren Mittelpunkt bewegten und deswegen von ihr nicht weiter fortgehen könnten, als es die Kreise ihrer Bahnen erlaubten. Koppernikus nennt Martianus Capella (5. Jahrhundert nach Chr. Geb.) als seinen Gewährsmann. Es heißt bei ihm: »Venus und Merkur bewegen sich nicht um die Erde, die nicht für alle Planetenbahnen den Mittelpunkt bildet, wenngleich sie unzweifelhaft der Mittelpunkt der Welt ist. Beide Planeten gehen zwar täglich auf und unter, sie bewegen sich aber um die Sonne. In dieser, die viel größer als die Erde ist, haben sie ihren Bahnmittelpunkt.« Martianus Capella verlegte gleich anderen Berichterstattern den Ursprung der erwähnten Lehre nach Ägypten. Neuere Forschungen haben jedoch den Beweis geliefert, daß sie auf Herakleides Pontikos, einen Schüler Platons, zurückzuführen ist905. Herakleides war auch darin ein Vorläufer des Koppernikus, daß er die tägliche, scheinbare Bewegung der Himmelkugel aus einer Drehung der Erde von West nach Ost erklärte. Ihre Fortsetzung fanden diese Lehren durch Aristarch von Samos. Aristarch906 setzte die Sonne, die er für 300 mal so groß wie die Erde hielt, in den Mittelpunkt und ließ die Erde sich in jährlichem Umlauf um die Sonne bewegen. Die heliozentrische Weltansicht war dem Altertum also wohl bekannt. Sie fand sogar den Beifall vieler, trug indes ihrem Urheber, ganz ähnlich, wie es später den ersten erklärten Anhängern des koppernikanischen Systems erging, von gegnerischer Seite eine Anklage wegen Gottlosigkeit ein. Doch konnte die heliozentrische Theorie im Altertum nicht recht Wurzel schlagen, da sie noch nicht imstande war, den Anforderungen der praktischen Astronomie zu genügen. Letztere erblickte ihre Aufgabe ja weniger darin, die beobachteten Bewegungen der Sonne, des Mondes und der Planeten zu erklären, als sie genau zu messen und im voraus zu bestimmen.

Indem nun Koppernikus von der Ansicht des Martianus Capella ausging und Saturn, Jupiter und Mars auf denselben Mittelpunkt, die Sonne nämlich, bezog, gleichzeitig aber die große Ausdehnung der Bahnen der genannten Planeten berücksichtigte, die außer den Bahnen des Merkur und der Venus auch die der Erde umschließen, gelangte er zu seiner Erklärung der Planetenbewegung. Es stehe nämlich fest, führt er des weiteren aus, daß Saturn, Jupiter und Mars der Erde immer dann am nächsten seien, wenn sie des Abends aufgingen, d. h. wenn sie in Opposition zur Sonne ständen, oder die Erde sich zwischen ihnen und der Sonne befinde. Dagegen seien Mars und Jupiter am weitesten von der Erde entfernt, wenn sie des Abends untergingen, wir also die Sonne zwischen ihnen und der Erde hätten. Dies beweise hinreichend, daß der Mittelpunkt ihrer Bahn die Sonne und somit derselbe sei, um den auch Venus und Merkur kreisen. Da somit alle Planeten sich um einen Mittelpunkt bewegen, sei es notwendig, daß der Raum, der zwischen dem Kreise der Venus und dem des Mars übrig bleibe, die Erde mit dem sie begleitenden Monde aufnehme. Er scheue sich daher nicht, zu behaupten, daß die Erde mit dem sie umkreisenden Monde zwischen den Planeten einen großen Kreis in jährlicher Bewegung um die Sonne durchlaufe. Auf solche Weise finde die Bewegung der Sonne in der Bewegung der Erde ihre Erklärung. Die Welt aber sei so groß, daß die Entfernung der Planeten von der Sonne, mit der Fixsternsphäre verglichen, verschwindend klein sei. Er halte dies alles für leichter begreiflich, als wenn der Geist durch eine fast endlose Menge von Kreisen verwirrt werde, was diejenigen herbeiführten, welche die Erde in den Mittelpunkt der Welt setzten.